ピストンリング
【課題】オイル消費量を低減できるピストンリングを提供する。
【解決手段】ピストンリング５は合口１１を有する樹脂製リングであって、外周面６にはテーパ面７とテーパ面７の下側に軸方向平行面８があり、下面９には内周側と外周側を貫通する半径方向溝１０が周方向に間隔を置いて複数形成され、前記軸方向平行面８の軸方向幅Ｗが前記半径方向溝１０の軸方向深さＤよりも大きく、シリンダ１装着時にリング合口１１が閉じられる。外周下部にアンダカット部を有し、アンダカット部の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きいことが好ましい。
【解決手段】ピストンリング５は合口１１を有する樹脂製リングであって、外周面６にはテーパ面７とテーパ面７の下側に軸方向平行面８があり、下面９には内周側と外周側を貫通する半径方向溝１０が周方向に間隔を置いて複数形成され、前記軸方向平行面８の軸方向幅Ｗが前記半径方向溝１０の軸方向深さＤよりも大きく、シリンダ１装着時にリング合口１１が閉じられる。外周下部にアンダカット部を有し、アンダカット部の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きいことが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製ピストンリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸気管負圧時の吸い上げによるオイル消費に関して、セカンドリングの合口隙間からオイルが燃焼室側に流れてオイル消費が増大するという問題があった。また、ピストンのセカンドランド部の圧力が燃焼行程時のピストン下降時に燃焼室内の圧力よりも高くなる場合があり、シリンダ壁に付着しているオイルが燃焼室側に上げられ、オイル消費が増大するという問題があった。
【０００３】
特許文献１は合口のない樹脂製リングと合口のある金属製リングとの２ピース構造を有する内燃機関用ピストンリングを記載している。吸気管負圧時の吸い上げによるオイル消費に対しては、樹脂製リングに合口がないためオイル消費を低減できる。特許文献２はリングの下面に溝を形成することを記載している。前記溝を通じてセカンドランド部の圧力を逃がすことで、トップリングよりも上に残ったオイルが燃焼室内の圧力によりクランクケース側に流れるようにしてオイル消費を減少させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５４４９９号公報
【特許文献２】実開昭５６−１３２３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、合口のない樹脂製リングを使用しているため、燃焼行程時のピストン下降時にセカンドランド部の圧力が燃焼室よりも高くなり、シリンダ壁に付着しているオイルを燃焼室側に上げてしまい、オイル消費を増大させる場合がある。また、特許文献２では、リングに合口があるため、負圧時に合口隙間からオイルが燃焼室側に流れ、オイル消費が増大する問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、オイル消費量を低減できるピストンリングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、合口を有する樹脂製リングであって、外周面にはテーパ面とテーパ面の下側に軸方向平行面があり、下面には内周側と外周側を貫通する溝が周方向に間隔を置いて複数形成され、前記軸方向平行面の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きく、シリンダ装着時にリング合口が閉じられることを特徴とする。
【０００８】
外周下部にアンダカット部を有し、アンダカット部の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きいことが好ましい。
【０００９】
材質が熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、又はポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のピストンリングによれば、外周面の軸方向平行面の軸方向幅が下面の溝の軸方向深さよりも大きいため、シリンダ内周面との間のシールを確保できる。燃焼室側の圧力がクランクケース側の圧力よりも大きくなる負荷時は、リング下面の溝を通じてオイルをクランクケース側に戻すことができる。リングはシリンダ装着時に合口が閉じられるので、燃焼室が負圧となる場合の燃焼室側に上昇するオイル消費を低減できる。リングの外周下部にアンダカット部を有していれば、オイルを溝に流しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示し、ピストンリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図である。
【図２】シリンダ装着時のピストンリングの底面図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示し、ピストンリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図である。
【図４】シリンダ装着時のピストンリングの底面図である。
【図５】本発明の更に別の実施形態を示し、ピストンリングの一部分を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１及び図２において、シリンダ１内のピストン２の外周面３に形成されているリング溝４に樹脂製ピストンリング５が装着されている。ピストンリング５は、外周面６が上側に向かって半径方向厚さが減少するテーパ面７と、その下側に連続して設けられている軸方向平行面８とから形成されている。また、ピストンリング５は、下面９に内周側と外周側を貫通する半径方向溝１０を周方向に間隔を置いて複数有している。ピストンリング５の軸方向平行面８の軸方向幅Ｗは半径方向溝１０の軸方向深さＤよりも大きい。ピストンリング５は合口１１を有しているが、シリンダ１内に装着されているとき、合口１１は閉じられるように構成されている。ピストンリング５の材質としては熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が使用される。
【００１４】
本発明のピストンリング５は、外周面６の軸方向平行面８の軸方向幅Ｗが下面９の半径方向溝１０の軸方向深さＤよりも大きいため、外周面６の軸方向平行面８は全周にわたって存在する。そのため、シリンダ１の内周面１２との間のシールを確保できる。本発明のピストンリング５をセカンドリングとして使用した場合、燃焼室側の圧力がクランクケース側の圧力よりも大きくなる負荷時、ピストン２のセカンドランド部１３の圧力をリング下面９の半径方向溝１０を通じて逃がしてセカンドランド部１３の圧力の上昇を防止し、半径方向溝１０を通じてオイルをクランクケース側に戻すことができる。また、ピストンリング５はシリンダ１装着時に合口１１が閉じられているので、燃焼室が負圧となる場合でも燃焼室側に上昇するオイル消費を低減できる。
【００１５】
図３及び図４は本発明の別の実施形態を示している。本実施形態は、ピストンリング５が外周面６の下部をステップ状に切欠したアンダカットの断面形状を有している点で上記実施形態と相違する。アンダカット部１４の軸方向幅Ｗ１はリング下面９の半径方向溝１０の軸方向深さＤよりも大きい。このようにアンダカット部１４を形成すれば、オイルがリング下面９の半径方向溝１０に流れやすくなり、オイル消費を低減できる。なお、アンダカットの形状は図３に示すものに限ることはない。他の例を図５に示す。図５のピストンリング５は外周面６の下部を三角形状に切欠したアンダカットの断面形状を有している。
【符号の説明】
【００１６】
１・・シリンダ、２・・ピストン、３・・ピストン外周面、４・・リング溝、５・・ピストンリング、６・・リング外周面、７・・テーパ面、８・・軸方向平行面、９・・リング下面、１０・・溝、１１・・合口、１２・・シリンダ内周面、１３・・セカンドランド部、１４・・アンダカット部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製ピストンリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吸気管負圧時の吸い上げによるオイル消費に関して、セカンドリングの合口隙間からオイルが燃焼室側に流れてオイル消費が増大するという問題があった。また、ピストンのセカンドランド部の圧力が燃焼行程時のピストン下降時に燃焼室内の圧力よりも高くなる場合があり、シリンダ壁に付着しているオイルが燃焼室側に上げられ、オイル消費が増大するという問題があった。
【０００３】
特許文献１は合口のない樹脂製リングと合口のある金属製リングとの２ピース構造を有する内燃機関用ピストンリングを記載している。吸気管負圧時の吸い上げによるオイル消費に対しては、樹脂製リングに合口がないためオイル消費を低減できる。特許文献２はリングの下面に溝を形成することを記載している。前記溝を通じてセカンドランド部の圧力を逃がすことで、トップリングよりも上に残ったオイルが燃焼室内の圧力によりクランクケース側に流れるようにしてオイル消費を減少させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５４４９９号公報
【特許文献２】実開昭５６−１３２３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、合口のない樹脂製リングを使用しているため、燃焼行程時のピストン下降時にセカンドランド部の圧力が燃焼室よりも高くなり、シリンダ壁に付着しているオイルを燃焼室側に上げてしまい、オイル消費を増大させる場合がある。また、特許文献２では、リングに合口があるため、負圧時に合口隙間からオイルが燃焼室側に流れ、オイル消費が増大する問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、オイル消費量を低減できるピストンリングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、合口を有する樹脂製リングであって、外周面にはテーパ面とテーパ面の下側に軸方向平行面があり、下面には内周側と外周側を貫通する溝が周方向に間隔を置いて複数形成され、前記軸方向平行面の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きく、シリンダ装着時にリング合口が閉じられることを特徴とする。
【０００８】
外周下部にアンダカット部を有し、アンダカット部の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きいことが好ましい。
【０００９】
材質が熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、又はポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のピストンリングによれば、外周面の軸方向平行面の軸方向幅が下面の溝の軸方向深さよりも大きいため、シリンダ内周面との間のシールを確保できる。燃焼室側の圧力がクランクケース側の圧力よりも大きくなる負荷時は、リング下面の溝を通じてオイルをクランクケース側に戻すことができる。リングはシリンダ装着時に合口が閉じられるので、燃焼室が負圧となる場合の燃焼室側に上昇するオイル消費を低減できる。リングの外周下部にアンダカット部を有していれば、オイルを溝に流しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示し、ピストンリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図である。
【図２】シリンダ装着時のピストンリングの底面図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示し、ピストンリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図である。
【図４】シリンダ装着時のピストンリングの底面図である。
【図５】本発明の更に別の実施形態を示し、ピストンリングの一部分を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１及び図２において、シリンダ１内のピストン２の外周面３に形成されているリング溝４に樹脂製ピストンリング５が装着されている。ピストンリング５は、外周面６が上側に向かって半径方向厚さが減少するテーパ面７と、その下側に連続して設けられている軸方向平行面８とから形成されている。また、ピストンリング５は、下面９に内周側と外周側を貫通する半径方向溝１０を周方向に間隔を置いて複数有している。ピストンリング５の軸方向平行面８の軸方向幅Ｗは半径方向溝１０の軸方向深さＤよりも大きい。ピストンリング５は合口１１を有しているが、シリンダ１内に装着されているとき、合口１１は閉じられるように構成されている。ピストンリング５の材質としては熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が使用される。
【００１４】
本発明のピストンリング５は、外周面６の軸方向平行面８の軸方向幅Ｗが下面９の半径方向溝１０の軸方向深さＤよりも大きいため、外周面６の軸方向平行面８は全周にわたって存在する。そのため、シリンダ１の内周面１２との間のシールを確保できる。本発明のピストンリング５をセカンドリングとして使用した場合、燃焼室側の圧力がクランクケース側の圧力よりも大きくなる負荷時、ピストン２のセカンドランド部１３の圧力をリング下面９の半径方向溝１０を通じて逃がしてセカンドランド部１３の圧力の上昇を防止し、半径方向溝１０を通じてオイルをクランクケース側に戻すことができる。また、ピストンリング５はシリンダ１装着時に合口１１が閉じられているので、燃焼室が負圧となる場合でも燃焼室側に上昇するオイル消費を低減できる。
【００１５】
図３及び図４は本発明の別の実施形態を示している。本実施形態は、ピストンリング５が外周面６の下部をステップ状に切欠したアンダカットの断面形状を有している点で上記実施形態と相違する。アンダカット部１４の軸方向幅Ｗ１はリング下面９の半径方向溝１０の軸方向深さＤよりも大きい。このようにアンダカット部１４を形成すれば、オイルがリング下面９の半径方向溝１０に流れやすくなり、オイル消費を低減できる。なお、アンダカットの形状は図３に示すものに限ることはない。他の例を図５に示す。図５のピストンリング５は外周面６の下部を三角形状に切欠したアンダカットの断面形状を有している。
【符号の説明】
【００１６】
１・・シリンダ、２・・ピストン、３・・ピストン外周面、４・・リング溝、５・・ピストンリング、６・・リング外周面、７・・テーパ面、８・・軸方向平行面、９・・リング下面、１０・・溝、１１・・合口、１２・・シリンダ内周面、１３・・セカンドランド部、１４・・アンダカット部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合口を有する樹脂製リングであって、外周面にはテーパ面とテーパ面の下側に軸方向平行面があり、下面には内周側と外周側を貫通する溝が周方向に間隔を置いて複数形成され、前記軸方向平行面の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きく、シリンダ装着時にリング合口が閉じられることを特徴とするピストンリング。
【請求項２】
外周下部にアンダカット部を有し、アンダカット部の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きいことを特徴とする請求項１記載のピストンリング。
【請求項３】
材質が熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、又はポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１又は２記載のピストンリング。
【請求項１】
合口を有する樹脂製リングであって、外周面にはテーパ面とテーパ面の下側に軸方向平行面があり、下面には内周側と外周側を貫通する溝が周方向に間隔を置いて複数形成され、前記軸方向平行面の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きく、シリンダ装着時にリング合口が閉じられることを特徴とするピストンリング。
【請求項２】
外周下部にアンダカット部を有し、アンダカット部の軸方向幅が前記溝の軸方向深さよりも大きいことを特徴とする請求項１記載のピストンリング。
【請求項３】
材質が熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、又はポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１又は２記載のピストンリング。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１２７２０３（Ｐ２０１２−１２７２０３Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６７５８（Ｐ２０１０−２７６７５８）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００２１５７８５）ＴＰＲ株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００２１５７８５）ＴＰＲ株式会社 (80)
【Ｆターム（参考）】
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